基于分組-偏向隨機(jī)游走的閃存地址映射及磨損均衡算法研究.pdf

1、閃存作為一種性能優(yōu)良的半導(dǎo)體存儲(chǔ)芯片，廣泛應(yīng)用于諸如固態(tài)硬盤(pán)(S SDs)、存儲(chǔ)卡(SD cards)等設(shè)備。但由于閃存物理介質(zhì)能承受的擦除次數(shù)有限，閃存芯片上共存的高頻更新數(shù)據(jù)（熱數(shù)據(jù)）和低頻更新數(shù)據(jù)（冷數(shù)據(jù)）會(huì)造成其物理介質(zhì)的不均衡磨損，縮短其使用壽命。
　　本文提出一種基于分組-偏向隨機(jī)游走的地址映射算法，利用程序訪問(wèn)存儲(chǔ)器時(shí)體現(xiàn)的局部性和偏向隨機(jī)游走理論，將冷熱數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在邏輯上相鄰的閃存物理塊中，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了一

2、種閃存轉(zhuǎn)換層控制器。現(xiàn)有的閃存轉(zhuǎn)換層傾向于利用不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分別操控地址映射、磨損均衡及垃圾回收過(guò)程，與其不同的是，本文設(shè)計(jì)的閃存轉(zhuǎn)換層控制器通過(guò)一個(gè)核心數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)操控并協(xié)調(diào)這三個(gè)過(guò)程，從而在消耗一定內(nèi)存資源的條件下，簡(jiǎn)化算法的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
　　本文以磨損均衡效果較為穩(wěn)定的雙池算法和消耗內(nèi)存較少的BET算法作為參照，從算法應(yīng)對(duì)不同冷熱數(shù)據(jù)比例的能力、磨損均衡效果及內(nèi)存消耗量三方面與本文提出的算法進(jìn)行了比較。從算法應(yīng)對(duì)不同比例冷熱數(shù)據(jù)的

3、能力來(lái)看，BET只適用于熱數(shù)據(jù)占主導(dǎo)情況，而本文提出的算法與雙池算法都適用于冷數(shù)據(jù)占主導(dǎo)、熱數(shù)據(jù)占主導(dǎo)以及最接近真實(shí)冷熱數(shù)據(jù)共存比例的情況。在存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的冷熱比例最接近真實(shí)情況時(shí)，本文提出算法的均衡磨損性能與雙池算法相當(dāng);且在熱數(shù)據(jù)占主導(dǎo)的情況下，本文提出算法的磨損性能優(yōu)于雙池算法;只有在冷數(shù)據(jù)占主導(dǎo)的情況下，本文提出算法的磨損均衡性能略遜于雙池算法。但本文提出算法對(duì)內(nèi)存空間需求較大，針對(duì)這一缺陷，本文進(jìn)一步簡(jiǎn)化了算法的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，從后續(xù)實(shí)